JPH10117468A - 回転電機の回転子 - Google Patents
回転電機の回転子Info
- Publication number
- JPH10117468A JPH10117468A JP26826696A JP26826696A JPH10117468A JP H10117468 A JPH10117468 A JP H10117468A JP 26826696 A JP26826696 A JP 26826696A JP 26826696 A JP26826696 A JP 26826696A JP H10117468 A JPH10117468 A JP H10117468A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- ring
- short
- arc
- shaped groove
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Induction Machinery (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】回転電機のかご形回転子端部のロータバー嵌挿
端部に生じる応力集中の緩和と周方向の剛性の向上によ
る共振回避とによる機械的強度を向上させる。 【解決手段】回転子鉄心８と回転子鉄心８のスロット内
に嵌挿されたロータバー１２とロータバー１２の端部に
接合された短絡環９と短絡環９の外周面に嵌合された保
持環１３を備え、短絡環９，保持環１３およびロータバ
ー１２の嵌挿端部周囲に円弧状の溝あるいはスリーブを
有する。
端部に生じる応力集中の緩和と周方向の剛性の向上によ
る共振回避とによる機械的強度を向上させる。 【解決手段】回転子鉄心８と回転子鉄心８のスロット内
に嵌挿されたロータバー１２とロータバー１２の端部に
接合された短絡環９と短絡環９の外周面に嵌合された保
持環１３を備え、短絡環９，保持環１３およびロータバ
ー１２の嵌挿端部周囲に円弧状の溝あるいはスリーブを
有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は回転電機の回転子に
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の回転電機について図８，
図９および図１０を参照して説明する。
図９および図１０を参照して説明する。
【０００３】図８は産業用の大容量な回転電機の例であ
り、図８で、固定子巻線７を収納する固定子鉄心６は固
定子枠４に固定され、冷却通風箱５は固定子枠４に固定
されている。一方、回転子巻線を収納する回転子鉄心８
は回転子軸１に嵌合され、軸方向にはその両端をロータ
クランプ１１により押えられ、ベアリング２およびブラ
ケット３を介して固定子枠４に支持されている。回転子
軸１には片側あるいは両側にファン１０が嵌合されてい
る。図９は鉄道車両用の回転電機の例であり、図９で、
固定子巻線７を収納する固定子鉄心６は固定子枠４に固
定されている。一方、回転子巻線を収納する回転子鉄心
８は回転子軸１に嵌合され、軸方向にはその両端をロー
タクランプ１１により押えられ、ベアリング２およびブ
ラケット３を介して固定子枠４に支持されている。
り、図８で、固定子巻線７を収納する固定子鉄心６は固
定子枠４に固定され、冷却通風箱５は固定子枠４に固定
されている。一方、回転子巻線を収納する回転子鉄心８
は回転子軸１に嵌合され、軸方向にはその両端をロータ
クランプ１１により押えられ、ベアリング２およびブラ
ケット３を介して固定子枠４に支持されている。回転子
軸１には片側あるいは両側にファン１０が嵌合されてい
る。図９は鉄道車両用の回転電機の例であり、図９で、
固定子巻線７を収納する固定子鉄心６は固定子枠４に固
定されている。一方、回転子巻線を収納する回転子鉄心
８は回転子軸１に嵌合され、軸方向にはその両端をロー
タクランプ１１により押えられ、ベアリング２およびブ
ラケット３を介して固定子枠４に支持されている。
【０００４】図１０は従来の回転電機の回転子の端部構
造を示しており、回転子鉄心６の各スロット内にロータ
バー１２が嵌挿され、各ロータバー１２の端部を短絡環
９の各スロットに嵌合して連結している。運転時の発熱
による熱膨張や遠心力によるひずみと応力によって短絡
環９とロータバー１２の嵌挿端部周囲に生じる応力が過
大となって破壊することを防ぐ目的で短絡環９の外周側
には保持環１３が取付けられている。また、生じた変位
による応力をロータバー１２の外周側を切削し、変形を
容易にした部分を設けて緩和させる方法等で対処してい
る。さらに、特開昭53−110010号，実開昭56−149535号
公報に記載されたもののように変位を強制的に拘束する
方法も考案されている。
造を示しており、回転子鉄心６の各スロット内にロータ
バー１２が嵌挿され、各ロータバー１２の端部を短絡環
９の各スロットに嵌合して連結している。運転時の発熱
による熱膨張や遠心力によるひずみと応力によって短絡
環９とロータバー１２の嵌挿端部周囲に生じる応力が過
大となって破壊することを防ぐ目的で短絡環９の外周側
には保持環１３が取付けられている。また、生じた変位
による応力をロータバー１２の外周側を切削し、変形を
容易にした部分を設けて緩和させる方法等で対処してい
る。さらに、特開昭53−110010号，実開昭56−149535号
公報に記載されたもののように変位を強制的に拘束する
方法も考案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の回転子
の応力の緩和法では、回転時に遠心力により生じる応力
を打ち消すように保持環が焼き嵌めされるため、停止時
にもロータバー端部に遠心力とは逆向きの曲げ応力が生
じている。また、強制的に変位を拘束しようとする場合
には、回転子端部に、機械的強度を持つ構造が追設され
るため、通風冷却構造へ悪影響を及ぼした場合には過大
な熱応力が生じる。これらの応力はロータバー嵌挿部の
面圧になり、嵌挿端部の極めて狭い範囲には応力集中に
よる鋭いピークを有する過大な応力が生じ、しばしば回
転機のシャフトなどに疲労破壊を発生させる原因となっ
ていることが知られている。
の応力の緩和法では、回転時に遠心力により生じる応力
を打ち消すように保持環が焼き嵌めされるため、停止時
にもロータバー端部に遠心力とは逆向きの曲げ応力が生
じている。また、強制的に変位を拘束しようとする場合
には、回転子端部に、機械的強度を持つ構造が追設され
るため、通風冷却構造へ悪影響を及ぼした場合には過大
な熱応力が生じる。これらの応力はロータバー嵌挿部の
面圧になり、嵌挿端部の極めて狭い範囲には応力集中に
よる鋭いピークを有する過大な応力が生じ、しばしば回
転機のシャフトなどに疲労破壊を発生させる原因となっ
ていることが知られている。
【０００６】本発明の目的は、熱膨張および遠心力によ
り生じる応力はもとより、停止時の短絡環と保持環に生
じている応力による嵌挿端部の応力集中による過大な応
力に対処できる信頼性の高い回転電機の回転子を提供す
ることにある。
り生じる応力はもとより、停止時の短絡環と保持環に生
じている応力による嵌挿端部の応力集中による過大な応
力に対処できる信頼性の高い回転電機の回転子を提供す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為に
本発明の回転子は、短絡環の嵌挿部の近くに円弧状の溝
を円環状に形成したものである。
本発明の回転子は、短絡環の嵌挿部の近くに円弧状の溝
を円環状に形成したものである。
【０００８】さらに、この回転子は、短絡環嵌挿部の近
くに円弧状の溝を放射状に形成したものである。
くに円弧状の溝を放射状に形成したものである。
【０００９】さらに、この回転子は、ロータバーの嵌挿
部近くの周囲に円弧状の溝を形成したものである。
部近くの周囲に円弧状の溝を形成したものである。
【００１０】また、この回転子は、短絡環にロータバー
嵌挿部周囲を囲むような円弧状の溝を形成している構造
とすることもある。
嵌挿部周囲を囲むような円弧状の溝を形成している構造
とすることもある。
【００１１】また、この回転子は、短絡環にロータバー
嵌挿部周囲を囲むような薄肉のスリーブを形成している
構造とすることもある。
嵌挿部周囲を囲むような薄肉のスリーブを形成している
構造とすることもある。
【００１２】このような構造にすれば、熱膨張および遠
心力によるロータバーの嵌挿部の近くの応力集中は、短
絡環嵌挿部の近くに設けた円弧状の溝あるいはスリーブ
によって緩和することができる。また、回転電機停止時
に短絡環と保持環に生じている応力も、円弧状の溝ある
いはスリーブで緩和できる。また、ロータバー周囲のス
リーブの長さを長くすることにより、ロータバーの曲げ
剛性を増加させることができ、回転の慣性力あるいはト
ルク脈動によるロータのねじり振動の固有振動数を増加
させることによりねじり振動の共振を回避することが可
能となり、ロータバーの疲労破壊を防止することが出来
る。
心力によるロータバーの嵌挿部の近くの応力集中は、短
絡環嵌挿部の近くに設けた円弧状の溝あるいはスリーブ
によって緩和することができる。また、回転電機停止時
に短絡環と保持環に生じている応力も、円弧状の溝ある
いはスリーブで緩和できる。また、ロータバー周囲のス
リーブの長さを長くすることにより、ロータバーの曲げ
剛性を増加させることができ、回転の慣性力あるいはト
ルク脈動によるロータのねじり振動の固有振動数を増加
させることによりねじり振動の共振を回避することが可
能となり、ロータバーの疲労破壊を防止することが出来
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図１に示す。
軸方向にスロットを有する回転子鉄心８のスロットには
ロータバー１２が嵌挿されている。ロータバー１２の端
部に短絡環９が取付けられており、短絡環９の外周面に
は保持環１３が嵌合される。短絡環９と保持環１３には
円弧状の溝１４が円環状に切削されている。さらに、ロ
ータバー１２の嵌挿部近くの周囲に円弧状の溝を形成し
ている。このようにすると熱膨張および遠心力によるロ
ータバーの嵌挿端部近くの応力集中を緩和でき、回転電
機の停止時に短絡環と保持環に生じている応力も低減さ
せることが出来る。
軸方向にスロットを有する回転子鉄心８のスロットには
ロータバー１２が嵌挿されている。ロータバー１２の端
部に短絡環９が取付けられており、短絡環９の外周面に
は保持環１３が嵌合される。短絡環９と保持環１３には
円弧状の溝１４が円環状に切削されている。さらに、ロ
ータバー１２の嵌挿部近くの周囲に円弧状の溝を形成し
ている。このようにすると熱膨張および遠心力によるロ
ータバーの嵌挿端部近くの応力集中を緩和でき、回転電
機の停止時に短絡環と保持環に生じている応力も低減さ
せることが出来る。
【００１４】図２は短絡環９の嵌挿部の近くに円弧状の
溝１４を放射状に形成している構造を示している。この
ようにすると回転の慣性力あるいはトルク脈動によるロ
ータのねじり振動の固有振動数を変化させてねじり振動
の振幅を小さくすることが可能となり、ねじり振動に対
する応力を低減させることが出来る。
溝１４を放射状に形成している構造を示している。この
ようにすると回転の慣性力あるいはトルク脈動によるロ
ータのねじり振動の固有振動数を変化させてねじり振動
の振幅を小さくすることが可能となり、ねじり振動に対
する応力を低減させることが出来る。
【００１５】図３は保持環１３に円弧状の溝１４を円環
状に形成している構造を示している。
状に形成している構造を示している。
【００１６】図４に示すように、回転子は、短絡環９に
ロータバー１２の嵌挿端部周囲を囲むような薄肉のスリ
ーブ１５を形成することもある。
ロータバー１２の嵌挿端部周囲を囲むような薄肉のスリ
ーブ１５を形成することもある。
【００１７】図５に示すように、この回転子は、保持環
嵌挿部の近くにスリーブ１５を形成することもある。
嵌挿部の近くにスリーブ１５を形成することもある。
【００１８】図６に示すように、この回転子は、短絡環
９のロータバー１２の嵌挿部周囲を囲むような円弧状の
溝１４を形成することもある。
９のロータバー１２の嵌挿部周囲を囲むような円弧状の
溝１４を形成することもある。
【００１９】図７は本発明の効果を示す応力分布図であ
る。（ａ）図は従来のロータバー１２の嵌挿部の近くと
保持環１３の断面に応力分布を添付したものである。ロ
ータバー１２と保持環１３の嵌挿部の接触応力分布１６
に、応力集中することにより大きなピーク応力１８が生
じ、ロータバー１２に加わる引張荷重により生じる引張
応力分布１７に、応力集中することにより嵌挿端部の近
くで大きなピーク応力１８が生じることを示している。
（ｂ）図は本発明による保持環１３に円弧状の溝１４を
円環状に形成している構造のロータバー１２の嵌挿部の
近くと保持環１３の断面に応力分布を添付したものであ
る。ロータバー１２の嵌挿端部の近くの引張応力分布１
７と保持環１３の接触応力分布１６のピーク応力１８が
減少していることを示している。(ｃ)図は本発明による
保持環１３にスリーブ１５を形成している構造のロータ
バー１２の嵌挿部の近くの引張応力分布１７と保持環１
３の断面に接触応力分布１６を添付したものである。ロ
ータバー１２の保持環の端の近くの引張応力分布１７と
スリーブ１５の端の近くの引張応力分布１７′のピーク
応力１８′が低減していることを示している。
る。（ａ）図は従来のロータバー１２の嵌挿部の近くと
保持環１３の断面に応力分布を添付したものである。ロ
ータバー１２と保持環１３の嵌挿部の接触応力分布１６
に、応力集中することにより大きなピーク応力１８が生
じ、ロータバー１２に加わる引張荷重により生じる引張
応力分布１７に、応力集中することにより嵌挿端部の近
くで大きなピーク応力１８が生じることを示している。
（ｂ）図は本発明による保持環１３に円弧状の溝１４を
円環状に形成している構造のロータバー１２の嵌挿部の
近くと保持環１３の断面に応力分布を添付したものであ
る。ロータバー１２の嵌挿端部の近くの引張応力分布１
７と保持環１３の接触応力分布１６のピーク応力１８が
減少していることを示している。(ｃ)図は本発明による
保持環１３にスリーブ１５を形成している構造のロータ
バー１２の嵌挿部の近くの引張応力分布１７と保持環１
３の断面に接触応力分布１６を添付したものである。ロ
ータバー１２の保持環の端の近くの引張応力分布１７と
スリーブ１５の端の近くの引張応力分布１７′のピーク
応力１８′が低減していることを示している。
【００２０】
【発明の効果】本発明の回転電機の回転子構造とすれ
ば、熱膨張および遠心力による応力，停止時の短絡環と
保持環に生じる応力に対処できる回転電機の回転子構造
を提供することができる。
ば、熱膨張および遠心力による応力，停止時の短絡環と
保持環に生じる応力に対処できる回転電機の回転子構造
を提供することができる。
【００２１】また、上記と同時に回転子端部のねじり剛
性を向上させ、ロータバーに加わる周方向の曲げ応力の
緩和を実現する構造を提供することができる。
性を向上させ、ロータバーに加わる周方向の曲げ応力の
緩和を実現する構造を提供することができる。
【図１】本発明による回転子の応力緩和構造の斜視図。
【図２】本発明による短絡環に設けた円弧状の溝の斜視
図。
図。
【図３】本発明による保持環に設けた円弧状の溝の別の
斜視図。
斜視図。
【図４】本発明による短絡環に設けたスリーブの斜視
図。
図。
【図５】本発明による保持環に設けたスリーブの斜視
図。
図。
【図６】本発明による短絡環に設けた実ぞスリーブの斜
視図。
視図。
【図７】本発明の効果を示す応力分布図。
【図８】従来の産業用大容量の回転電機の断面図。
【図９】従来の鉄道車両用の回転電機の断面図。
【図１０】従来の回転電機の回転子の端部構造。
８…回転子鉄心、９…短絡環、１２…ロータバー、１３
…保持環、１４…円弧状溝。
…保持環、１４…円弧状溝。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今井 勇人 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内
Claims (5)
- 【請求項１】複数のスロットが長手方向に形成された回
転子鉄心と、前記各スロット内に両端部が前記鉄心から
突出する様に嵌挿されたロータバーと、前記各ロータバ
ーの端部を連結する短絡環と、前記短絡環の外周側に嵌
合された保持環とを有する回転電機の回転子において、
前記短絡環の嵌挿部の近くに円弧状の溝を円環状に形成
していることを特徴とする回転電機の回転子。 - 【請求項２】請求項１において、前記短絡環の嵌挿部の
近くに円弧状の溝を放射状に形成している回転電機の回
転子。 - 【請求項３】請求項１において、前記ロータバーの嵌挿
部近くの周囲に円弧状の溝を形成している回転電機の回
転子。 - 【請求項４】請求項１において、前記短絡環の前記ロー
タバー嵌挿部周囲を囲むような円弧状の溝を形成してい
る回転電機の回転子。 - 【請求項５】請求項１において、前記短絡環の前記ロー
タバー嵌挿部周囲を囲むような薄肉のスリーブを形成し
た回転電機の回転子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26826696A JPH10117468A (ja) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | 回転電機の回転子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26826696A JPH10117468A (ja) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | 回転電機の回転子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10117468A true JPH10117468A (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=17456189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26826696A Pending JPH10117468A (ja) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | 回転電機の回転子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10117468A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2296258A1 (en) * | 2009-09-09 | 2011-03-16 | ANSALDOBREDA S.p.A. | Squirrel-cage rotor for asynchronous motors |
| JP2011066950A (ja) * | 2009-09-15 | 2011-03-31 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | カゴ形電動機の回転子およびその製造方法 |
| WO2011129853A1 (en) * | 2010-04-15 | 2011-10-20 | General Electric Company | Traction motor |
| CN103795161A (zh) * | 2014-02-10 | 2014-05-14 | 湘潭电机股份有限公司 | 一种真空焊结构的电机转子 |
| RU2617445C1 (ru) * | 2016-07-13 | 2017-04-25 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Ротор асинхронного электродвигателя |
| US11183910B2 (en) * | 2017-03-06 | 2021-11-23 | Mitsubishi Electric Corporation | Squirrel cage induction motor for vehicle |
-
1996
- 1996-10-09 JP JP26826696A patent/JPH10117468A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2296258A1 (en) * | 2009-09-09 | 2011-03-16 | ANSALDOBREDA S.p.A. | Squirrel-cage rotor for asynchronous motors |
| WO2011030203A1 (en) * | 2009-09-09 | 2011-03-17 | Ansaldobreda S.P.A. Con Socio Unico | Squirrel-cage rotor for asynchronous motors |
| CN102648569A (zh) * | 2009-09-09 | 2012-08-22 | 安萨尔多布瑞德有限公司 | 用于异步电机的鼠笼式转子 |
| US8643242B2 (en) | 2009-09-09 | 2014-02-04 | Ansaldobreda S.P.A. | Squirrel-cage rotor for asynchronous motors |
| JP2011066950A (ja) * | 2009-09-15 | 2011-03-31 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | カゴ形電動機の回転子およびその製造方法 |
| WO2011129853A1 (en) * | 2010-04-15 | 2011-10-20 | General Electric Company | Traction motor |
| US8492950B2 (en) | 2010-04-15 | 2013-07-23 | General Electric Company | Rotor assembly for traction motor |
| CN103795161A (zh) * | 2014-02-10 | 2014-05-14 | 湘潭电机股份有限公司 | 一种真空焊结构的电机转子 |
| RU2617445C1 (ru) * | 2016-07-13 | 2017-04-25 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Ротор асинхронного электродвигателя |
| US11183910B2 (en) * | 2017-03-06 | 2021-11-23 | Mitsubishi Electric Corporation | Squirrel cage induction motor for vehicle |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU709455B2 (en) | Squirrel-cage rotor for an asynchronous machine | |
| JPH0777504B2 (ja) | 高速インダクション型モータのロータ構造 | |
| US20120112600A1 (en) | Stator for electric rotating machine | |
| US20100079029A1 (en) | Laminated core arrangement with a claw-type end plate | |
| RU2718964C1 (ru) | Ротор в сборе и способ изготовления | |
| JP3928297B2 (ja) | 電動機及びその製造方法 | |
| JPH10117468A (ja) | 回転電機の回転子 | |
| JP3752781B2 (ja) | かご型回転電機の回転子 | |
| JP4003694B2 (ja) | マグネット型モータの製造方法 | |
| JP6738395B2 (ja) | ロータ | |
| JP3536080B2 (ja) | 電気的な機械、特に車両のための発電機 | |
| JP2003284270A (ja) | 電動機の固定子およびその製造方法 | |
| US3234419A (en) | Cast rotor for a dynamoelectric machine | |
| EP2528201A1 (en) | Method for applying a retaining system above a rotor core of an electric machine and rotor assembly | |
| EP1153468B1 (en) | Self-locking field winding block | |
| WO2000016466A1 (fr) | Appareil electrique rotatif | |
| JP5129518B2 (ja) | 回転電機 | |
| JP2003244884A (ja) | 回転電機の回転子 | |
| JP2002315241A (ja) | 電気回転機のロータ | |
| JP2585532Y2 (ja) | 小型モータの回転子 | |
| JP7258001B2 (ja) | モータ用絶縁紙 | |
| JP3817416B2 (ja) | 永久磁石回転電機およびそれを用いた電動車両 | |
| KR101925802B1 (ko) | 웨이브 와셔를 적용한 모터 | |
| JP3902028B2 (ja) | 回転電機の組立方法 | |
| WO2024013796A1 (ja) | ステータ |